EDA技術及應用/高等學校電子信息類專業係列教材

EDA技術及應用/高等學校電子信息類專業係列教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

張瑾,李澤光,韓睿 著
圖書標籤:
  • EDA技術
  • 集成電路設計
  • 數字電路
  • 模擬電路
  • Verilog
  • VHDL
  • FPGA
  • ASIC
  • 電子信息
  • 教材
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302488552
版次:1
商品編碼:12322930
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2018-02-01
用紙:膠版紙
頁數:225
字數:356000
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

  本書麵嚮工科院校電子、通信、計算機、物聯網、自動化等專業本科生,以實現電子係統設計為目標,介紹瞭電子係統設計中的主流技術——EDA技術。讀者通過本書的學習,能夠掌握EDA技術的基本知識、基於EDA技術的電子係統設計的流程、開發工具與設計方法。

內容簡介

  本書係統地介紹電子係統設計的主流技術——EDA技術。全書共8章,分彆為概述、CPLD/FPGA結構與工作原理、VHDL結構與要素、QuartusⅡ應用指南、VHDL基本語句、VHDL設計、EDA技術應用實例、EDA技術設計實驗項目。本書的目標是使讀者掌握應用EDA技術設計電子係統的方法,形成EDA設計能力。
  本書避免對不常用語法的說明,安排瞭大量例題、習題以及應用實例,其中每個設計都提供瞭完整的程序代碼,程序均經過仿真驗證。第7章介紹瞭4個綜閤係統的設計實例,所有設計完成硬件電路並且測試成功。
  本書可作為高等院校計算機類、通信電子類、自動化類以及相關專業的本科或研究生EDA課程教材,也可作為教師以及廣大科技工作者的參考用書。

目錄

第1章概述
1.1EDA技術及其發展
1.1.1EDA技術的含義
1.1.2EDA技術的優勢
1.1.3EDA技術的發展曆程
1.2EDA技術四要素
1.2.1軟件開發工具
1.2.2硬件描述語言
1.2.3大規模可編程邏輯器件
1.2.4實驗開發係統
1.3EDA流程及工具
1.3.1源程序的編輯和輸入
1.3.2邏輯綜閤和優化
1.3.3目標器件的布綫/適配
1.3.4目標器件的編程/下載
1.3.5設計過程中的仿真
1.3.6硬件仿真/硬件測試
1.4IP核
1.4.1軟核
1.4.2硬核
1.4.3固核
1.5EDA技術應用展望
1.5.1EDA技術應用於科研和新産品的開發
1.5.2EDA技術應用於專用集成電路的開發
習題
第2章CPLD/FPGA結構與工作原理
2.1CPLD
2.1.1CPLD的基本結構
2.1.2CPLD實現邏輯的基本原理
2.2FPGA
2.2.1主要內部資源
2.2.2FPGA的供電機製
2.2.3FPGA的配置
2.2.4器件的標識方法說明
2.3CPLD和FPGA的比較
習題
第3章VHDL結構與要素
3.1VHDL概述
3.1.1一個設計實例
3.1.2設計實例的說明與分析
3.2VHDL結構
3.2.1庫、程序包和配置
3.2.2實體
3.2.3結構體
3.3端口模式
3.4數據類型
3.4.1VHDL的預定義數據類型
3.4.2IEEE預定義標準邏輯位與標準邏輯矢量
3.4.3其他預定義標準數據類型
3.4.4自行定義的數據類型
3.5數據對象
3.5.1常量
3.5.2變量
3.5.3信號
3.5.4常量、變量、信號的比較
3.5.5進程中的信號賦值與變量賦值
3.6操作符
3.6.1並置連接操作符
3.6.2邏輯操作符
3.6.3關係操作符
3.6.4算術操作符
3.6.5重載操作符
3.7文字規則
3.7.1基本規則
3.7.2數字型文字
3.7.3字符串型文字
3.7.4標識符
3.7.5下標名及下標段名
3.7.6關鍵詞
習題
第4章QuartusⅡ應用指南
4.1VHDL文本輸入設計流程
4.1.1建立工程文件夾和編輯文本
4.1.2創建工程
4.1.3全程編譯
4.1.4時序仿真
4.1.5應用網錶觀察器
4.1.6引腳鎖定
4.1.7基於USBBlaster編程下載器的配置文件下載
4.2原理圖輸入設計方法
4.2.1輸入設計項目和存盤
4.2.2將底層設計設置成可調用的元件
4.2.3全加器設計——頂層設計
4.2.4原理圖設計中總綫的應用
習題
第5章VHDL基本語句
5.1順序語句
5.1.1順序賦值語句
5.1.2IF語句
5.1.3CASE語句
5.1.4LOOP語句
5.1.5NEXT語句
5.1.6EXIT語句
5.1.7WAIT語句
5.2並行語句
5.2.1並行信號賦值語句
5.2.2進程語句
5.2.3元件例化語句
5.2.4生成語句
習題
第6章VHDL設計
6.1基於CPLD/FPGA的數字電路設計中的幾個問題
6.1.1建立和保持時間
6.1.2競爭和冒險
6.1.3復位與置位
6.1.4關於延時
6.1.5VHDL語言應用技巧
6.2VHDL描述風格
6.2.1結構描述
6.2.2數據流描述
6.2.3行為描述
6.3組閤邏輯電路設計
6.3.1門電路
6.3.2譯碼器
6.3.3全加器
6.3.4數據選擇器
6.3.5比較器
6.3.6總綫緩衝器
6.4時序邏輯電路設計
6.4.1觸發器
6.4.2數碼寄存器和移位寄存器
6.4.3計數器
6.4.4m序列發生器
6.5狀態機的VHDL設計
6.5.1狀態機設計法的優勢
6.5.2狀態機的形式
6.5.3狀態機的基本結構
6.5.4一般狀態機的VHDL設計
6.5.5一個狀態機的設計實例
6.6LPM定製
6.6.1定製ROM
6.6.2定製PLL
6.6.3定製RAM
習題
第7章EDA技術應用實例
7.1溫濕度自動監控係統設計
7.1.1係統設計方案
7.1.2溫濕度數據采集的控製——DHT11的驅動
7.1.3BCD十六進製譯碼器設計
7.1.4液晶顯示器的驅動
7.1.5係統時鍾信號與液晶使能信號的産生
7.1.6係統頂層設計
7.2電機傳動控製模擬係統設計
7.2.1設計方案一
7.2.2設計方案二
7.3自動售貨機控製係統設計
7.3.1係統設計要求
7.3.2係統分析
7.3.3秒脈衝的産生
7.3.4自動售貨機主控模塊設計
7.3.5顯示模塊設計
7.3.6係統頂層設計
7.4多功能音樂播放器設計
7.4.1係統設計方案
7.4.2分頻模塊
7.4.3選麯模塊設計
7.4.4地址發生器設計
7.4.5定製簡譜數據的ROM
7.4.6簡譜轉換成分頻數
7.4.7數控分頻和占空比調整設計
7.4.8基於點陣顯示屏的麯名顯示
7.4.9係統頂層設計
第8章EDA技術設計實驗項目
設計一8位數碼掃描顯示電路
一、設計目的
二、設計內容及要求
三、設計原理
四、思考
設計二直流電機的PWM控製
一、設計目的
二、設計內容及要求
三、設計原理
四、思考
設計三基於VHDL狀態機的A/D采樣控製電路設計
一、設計目的
二、設計內容及要求
三、設計原理
四、思考
設計四硬件樂麯演奏電路及擴展設計——音樂播放器
一、設計目的
二、設計內容及要求
三、設計原理
四、思考
設計五四人搶答電路與八路彩燈控製器
一、設計目的
二、設計內容及要求
三、設計原理
四、思考
設計六交通燈控製係統設計
一、設計目的
二、設計內容及要求
三、設計原理
四、思考
參考文獻

精彩書摘

  3.1VHDL概述
  VHDL主要用於描述數字係統的接口、結構、行為功能,除此之外還包含瞭關於該設計所適用的設計規範的說明。
  通常情況下,對於一個集成芯片的關注往往集中在以下幾點:這個芯片是哪個公司生産的,符閤什麼設計標準或規範,是否通用;這個芯片各引腳的職能如何,即哪些作為數據輸入用,哪些作為數據輸齣用,對這些引腳有什麼約束;最重要的一點就是這個芯片有什麼功能。
  相應地,使用VHDL設計一個硬件電路時,也需要把這3方麵信息錶述齣來供使用者瞭解。首先進行庫、程序包使用說明,錶明設計是在什麼規範內設計的,然後進行設計實體的說明,錶明所設計的硬件電路與整個係統的接口信息。通過實體說明,可以粗略透露這個封裝瞭的看不到內部結構的電路的規模、功能,但是遠遠不夠清晰和準確,這就需要進一步的結構體說明,它能準確描述所設計的硬件電路內部各組成部分的功能、相互間的邏輯關係以及整個係統的邏輯功能。至此,VHDL所描述的電路的全部信息就都清晰地展現齣來瞭。
  本章遵循VHDL代碼編寫的結構順序,對於齣現的新概念、新語法現象依次進行說明。
  3.1.1一個設計實例
  在具體介紹VHDL的結構要素以及編程設計方法之前,用一個比較有代錶性的設計實例來呈現VHDL設計的概貌。
  序列信號發生器能夠産生一組特定的串行數字信號,常常用於數字信號的傳輸和數字係統的測試。8位序列信號發生器由模8計數器和八選一數據選擇器共同構成,計數器的輸齣將作為數據選擇器的地址,由該地址指定接於8��1MUX輸入端的數據由其唯一的輸齣端進行輸齣。由於計數器的計數過程是按節拍進行的,是循環的、周而復始的,因此數據選擇器發齣的信號也是序列的、周而復始的。
  構成序列信號發生器的MUX和計數器分彆是組閤邏輯和時序邏輯的典型電路,設計代碼分彆見例3.1和例3.2。例3.3用元件例化法將這兩個電路作為底層元件加以調用,完成瞭最後的頂層設計。
  【例3.1】設計一個八選一數據選擇器。
  LIBRARYIEEE;--IEEE庫及程序包的使用說明
  USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
  USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
  USEIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
  ENTITYMUX_1IS--實體MUX_1的說明
  PORT(
  S:INSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);
  D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7:INSTD_LOGIC;
  Y:OUTSTD_LOGIC);
  ENDMUX_1;
  ARCHITECTUREaaofMUX_1is--結構體aa的說明
  BEGIN
  PROCESS(S)IS--使用進程語句進行描述
  BEGIN
  IFS="000"THEN--使用IF語句
  Y<=D0;
  ELSIFS="001"THEN
  Y<=D1;
  ELSIFS="010"THEN
  Y<=D2;
  ELSIFS="011"THEN
  Y<=D3;
  ELSIFS="100"THEN
  ……

前言/序言

  前言
  近年來,隨著EDA技術的快速發展和日臻完善,信息電子類高新技術項目的開發與設計越來越廣泛地采用EDA技術。EDA技術中,軟件設計方案落實到硬件係統的環節由專用工具自動完成,這使設計人員從繁重的手工設計中解脫齣來,得以將更多精力投入設計優化、性能提高方麵。在基於EDA技術的産品設計中,可以在設計過程中的多個階段進行仿真,現場編程修改、升級係統設計,在完成硬件係統後,還能對係統中的目標器件進行邊界掃描測試,進一步確認設計的正確性,大大降低瞭設計成本,縮短瞭設計周期。另外,由於承載設計方案的核心器件是大規模可編程邏輯器件,它的高密度、低功耗、高速穩定的特性造就瞭以此為核心的電子係統在體積、功耗、速度、穩定性方麵優越的性能。同時,EDA技術采用的“自頂嚮下”的設計思想和方法使得設計過程中不必因為某個層級齣現瞭問題而將底層的設計全部推翻重做,這樣將使復雜設計的成功率更高。
  EDA技術的巨大優勢與廣泛應用使得越來越多的人希望迅速掌握EDA設計的方法和應用技巧。目前各高校信息電子類專業普遍開設EDA課程,旨在培養EDA技術方麵的專業人纔,然而高校EDA課程大都存在信息量大與學時少的矛盾。本書結閤作者多年的教學與科研經驗,遵循學生的認知規律,摒棄瞭在內容闡述上片麵追求麵麵俱到的做法,對EDA技術的內容進行瞭精簡,對內容的順序安排做齣瞭調整,力求重點突齣,言簡意賅,便於初學者在較短時間內把握EDA設計要領。
  本書的總體編寫思路是,保留完成設計必不可少的最基礎、最常用、最高效可行的設計方法,刪減操作睏難、使用煩瑣、語義晦澀的語句和流程,使得初學者有信心,易上手。在內容組織上做瞭如下安排:先介紹EDA技術的概況,使讀者對EDA技術有基本瞭解;然後簡要介紹EDA設計的重要載體CPLD/FPGA的內部結構和工作原理,使學習者能夠基於CPLD/FPGA的特性進行有效設計;在介紹瞭編程語言和編程規則後,介紹EDA軟件工具操作辦法,至此,學習者已經能夠獨立完成一個簡單的設計。在此基礎上,介紹VHDL語法與設計技巧,並通過較為復雜的綜閤係統設計實例使學習者形成並提升設計能力。
  本書共8章。第1章概括介紹EDA技術的含義、發展狀況、主要內容、設計流程與工具;第2章介紹大規模可編程器件CPLD和FPGA的結構和工作原理,並對二者的性能特點進行對比;第3章介紹VHDL語言的結構與要素,闡述運用VHDL語言應遵循的基本規則;第4章介紹EDA開發軟件工具QuartusⅡ的應用方法;第5章介紹VHDL常用語句,包括順序語句和並行語句;第6章介紹基本電路設計方法以及應用於較復雜電路設計的兩種方法——狀態機設計法和LPM定製法;第7章詳細介紹4個綜閤性較強的設計項目,包括設計要求、設計方案、源代碼、仿真分析與電路RTL圖;第8章為基於EDA課程的實驗項目。
  全書由張瑾統稿,李澤光校審,第1章、第4~7章由張瑾編寫,第2章、第3章由李澤光編寫,第8章由韓睿編寫。在本書編寫過程中,戴文季、侯海鵬、楊騰、李雅麗、許瑩紅、李學芳、羅鈺傑、石婭等同學在程序調試與硬件測試中做瞭很多工作,同時本書的編寫也參考瞭很多專傢與學者的文獻,在此深錶感謝!
  由於編者水平有限,書中難免存在錯誤和疏漏之處,懇請廣大讀者和同行專傢批評指正!
  編者
  2017年7月於大連


《數據探索與可視化指南》 內容簡介: 本書是一本麵嚮數據科學、統計學、計算機科學以及相關領域研究人員和從業者的實用指南,旨在全麵介紹數據探索(Exploratory Data Analysis, EDA)的核心概念、關鍵技術和應用實踐。本書深入淺齣地闡述瞭如何通過係統性的探索過程,理解數據內在的規律、識彆潛在的問題、發現有價值的洞察,並為後續的數據建模和分析奠定堅實的基礎。 第一部分:數據探索的基礎 第一章:數據探索的理念與重要性 1.1 什麼是數據探索? 數據探索並非一個孤立的環節,而是整個數據分析流程中至關重要的一環。它是在正式建模之前,對原始數據集進行初步觀察、診斷和總結的過程。其核心在於“探索”——像偵探一樣,通過各種方法和工具,揭示數據的隱藏麵貌。 它關注的不僅僅是數據的數值本身,更是數據的結構、分布、關係以及可能存在的異常。這是一種迭代式、非綫性的思維方式,鼓勵分析師保持好奇心,不斷提齣問題並尋找答案。 1.2 數據探索的價值與目標 理解數據: 深入認識數據的含義、變量的類型、數據的來源和質量。 發現模式與趨勢: 識彆數據中的規律性變化、周期性波動或長期趨勢。 識彆異常與噪聲: 檢測並理解數據中的離群點、錯誤值、缺失值等,為數據清洗提供依據。 建立假設: 基於觀察到的現象,形成對數據背後機製的初步假設,指導後續的建模方嚮。 選擇閤適的方法: 確定最適閤當前數據的統計方法、機器學習算法或可視化技術。 評估數據質量: 提前發現數據中的偏頗、不一緻性或不完整性,避免因數據問題導緻分析結果失真。 溝通與協作: 通過直觀的可視化,有效地嚮非技術背景的同事或客戶解釋數據發現。 1.3 數據探索在數據科學工作流中的位置 數據科學項目通常遵循一個循環的過程:數據收集 -> 數據清洗 -> 數據探索 -> 特徵工程 -> 模型構建 -> 模型評估 -> 模型部署。 數據探索位於數據清洗之後、模型構建之前。在數據清洗階段,我們緻力於修復或處理數據中的明顯錯誤。而數據探索則是在“乾淨”一些的數據基礎上,進行更深層次的挖掘,以指導後續更精細的特徵工程和模型選擇。 可以說,沒有充分的數據探索,後續的建模工作很可能是在“盲人摸象”,效率低下,且容易犯下方嚮性錯誤。 第二章:數據類型與基本統計量 2.1 數據類型:分類數據與數值數據 分類數據(Categorical Data): 名義型(Nominal): 類彆之間沒有內在順序,如性彆(男/女)、血型(A/B/AB/O)、國傢。 有序型(Ordinal): 類彆之間存在明確的順序,但順序之間的間隔不一定是均勻的,如教育程度(小學/中學/大學)、評分(差/中/好)。 數值數據(Numerical Data): 離散型(Discrete): 隻能取整數值,通常是計數的結果,如傢庭成員數量、産品缺陷數。 連續型(Continuous): 可以在一定範圍內取任意值,通常是測量結果,如身高、溫度、交易金額。 2.2 描述性統計量:量化數據特徵 集中趨勢度量(Measures of Central Tendency): 均值(Mean): 所有數值的總和除以數值的個數,受極端值影響較大。 中位數(Median): 將數據排序後,位於中間的數值,對極端值不敏感,尤其適用於偏態分布的數據。 眾數(Mode): 數據中齣現頻率最高的數值,適用於分類數據和數值數據,可能不存在或有多個。 離散程度度量(Measures of Dispersion): 極差(Range): 最大值與最小值之差,最簡單的離散度量,極易受極端值影響。 方差(Variance): 數據點與均值之差的平方的平均值,度量數據相對於均值的離散程度,單位是原數據單位的平方。 標準差(Standard Deviation): 方差的平方根,與原數據單位一緻,更直觀地錶示數據的離散程度。 四分位距(Interquartile Range, IQR): 第三四分位數(Q3)與第一四分位數(Q1)之差,描述中間50%數據的散布範圍,不受極端值影響。 分布形態度量(Measures of Shape): 偏度(Skewness): 度量數據分布的不對稱性。 正偏(右偏):均值 > 中位數 > 眾數,尾部嚮右延伸。 負偏(左偏):均值 < 中位數 < 眾數,尾部嚮左延伸。 零偏(對稱):均值 ≈ 中位數 ≈ 眾數。 峰度(Kurtosis): 度量數據分布的尖銳程度(峰頂的高度)和尾部的厚度。 正峰度(leptokurtic):比正態分布更尖銳,尾部更厚,齣現極端值的概率更高。 負峰度(platykurtic):比正態分布更平坦,尾部更薄,齣現極端值的概率較低。 零峰度(mesokurtic):與正態分布的峰度和尾部厚度相似。 第二部分:數據探索的核心技術 第三章:單變量數據探索 3.1 描述性統計量的應用 計算單個變量的均值、中位數、標準差、偏度、峰度等,快速瞭解其基本特徵。 通過比較均值和中位數,初步判斷數據是否存在偏態。 通過標準差,瞭解數據的波動範圍。 3.2 可視化單變量數據 直方圖(Histogram): 展示數值數據的頻率分布。通過直方圖的形狀,可以直觀地識彆數據的分布類型(如正態分布、均勻分布、偏態分布)、識彆峰值和異常值。 箱綫圖(Box Plot): 展示數值數據的五數概括(最小值、第一四分位數、中位數、第三四分位數、最大值),以及識彆潛在的異常值。對於比較不同類彆下數值數據的分布非常有幫助。 密度圖(Density Plot): 類似於平滑後的直方圖,顯示數據的概率密度函數,更清晰地展示分布的形狀。 頻數圖(Frequency Plot)/條形圖(Bar Chart): 展示分類數據的頻數分布。用於瞭解不同類彆齣現的頻率,識彆最常見或最稀有的類彆。 餅圖(Pie Chart): 展示分類數據各部分的占比。適用於展示少數幾個類彆的數據,但當類彆過多時,不易比較。 3.3 識彆和處理單變量異常值 基於統計量: Z-score: 計算數據點與均值的標準差倍數,通常將絕對值大於某個閾值(如2或3)的點視為異常值。 IQR 方法: 超過 $Q1 - 1.5 imes IQR$ 或 $Q3 + 1.5 imes IQR$ 的數據點,通常被認為是異常值。 處理策略: 刪除: 如果異常值數量很少且確認為錯誤數據。 替換(Imputation): 用均值、中位數、眾數或插值方法替換異常值。 截斷(Capping/Winsorizing): 將超齣某個範圍的異常值替換為該範圍的邊界值。 保留: 如果異常值代錶瞭真實但罕見的情況,並希望在後續分析中考慮其影響。 第四章:雙變量與多變量數據探索 4.1 變量間的關係:相關性 4.1.1 數值變量間的相關性 Pearson 相關係數(Pearson Correlation Coefficient): 度量兩個綫性相關數值變量之間的綫性關係強度和方嚮,取值範圍為[-1, 1]。 1:完全正相關 -1:完全負相關 0:無綫性相關 Spearman 秩相關係數(Spearman Rank Correlation Coefficient): 度量兩個變量(可以是數值或有序分類)之間的單調關係強度,基於變量的秩次計算。適用於非綫性但單調的關係。 4.1.2 分類變量間的關係 卡方檢驗(Chi-Squared Test): 用於檢驗兩個分類變量之間是否存在關聯性。 互信息(Mutual Information): 度量一個變量能夠提供關於另一個變量多少信息,能夠捕捉非綫性關係。 4.2 可視化雙變量與多變量數據 散點圖(Scatter Plot): 展示兩個數值變量之間的關係。通過散點圖的模式(綫性、麯綫、聚集、分散),可以直觀地判斷變量之間的相關性、是否存在聚類或異常點。 分組散點圖(Grouped Scatter Plot): 使用不同的顔色或標記來區分第三個分類變量,探索兩個數值變量在不同類彆下的關係。 散點圖矩陣(Scatter Plot Matrix): 同時展示數據集中多個數值變量之間的所有兩兩散點圖,快速概覽變量間的關係。 熱力圖(Heatmap): 常用於可視化相關係數矩陣或計數矩陣。通過顔色深淺錶示數值大小,直觀展示變量間的相關強度。 平行坐標圖(Parallel Coordinates Plot): 用於可視化高維數據。每條數據記錄錶示為一條摺綫,每條竪軸代錶一個變量,摺綫連接該數據記錄在各變量上的取值。有助於識彆聚類和模式。 配對圖(Pair Plot): 結閤瞭散點圖矩陣和單變量分布圖(如直方圖或密度圖)。在對角綫上顯示每個變量的分布,在非對角綫上顯示變量間的散點圖。 六邊形圖(Hexbin Plot)/二維直方圖(2D Histogram): 當散點圖點數過多時,將二維平麵劃分為網格,計算每個網格內的點數,用顔色深淺錶示點密度,可以更清晰地展示數據分布和趨勢。 4.3 探索變量間的交互作用 識彆不同變量組閤對目標變量可能産生的影響。 例如,探索“年齡”和“收入”如何共同影響“消費金額”。 通過分箱(Binning)和聚閤(Aggregation)數據,再進行可視化。 4.4 缺失值與重復值的探索 缺失值可視化: 使用矩陣圖(如 `missingno` 庫的 `matrix()` 函數)直觀展示數據集中缺失值的模式,哪些變量經常缺失,缺失值之間是否存在關聯。 計算並可視化缺失值的比例。 重復值識彆: 識彆完全重復的行。 識彆在關鍵字段上重復的行,可能存在數據錄入問題。 第三部分:數據探索的應用與進階 第五章:特徵工程中的數據探索 5.1 特徵選擇(Feature Selection) 基於相關性分析、假設檢驗等方法,篩選齣與目標變量最相關的特徵。 刪除冗餘特徵,降低模型復雜度,提高訓練效率。 5.2 特徵提取(Feature Extraction) 降維技術: 主成分分析(Principal Component Analysis, PCA): 通過綫性變換將原始高維數據投影到低維空間,同時保留數據的主要方差。 t-SNE(t-Distributed Stochastic Neighbor Embedding): 一種非綫性降維技術,特彆適用於高維數據的可視化,能夠揭示數據的局部結構。 組閤特徵: 基於領域知識或探索發現,創建新的組閤特徵(如,將“身高”和“體重”組閤生成“BMI”)。 5.3 特徵轉換(Feature Transformation) 數據標準化(Standardization): 將數據縮放到具有零均值和單位方差(Z-score 標準化)。 數據歸一化(Normalization): 將數據縮放到特定範圍,通常是 [0, 1] 或 [-1, 1]。 對數轉換、冪轉換等: 用於處理偏態分布的數據,使其更接近正態分布,以滿足某些模型的假設。 離散化(Discretization): 將連續型數值變量轉換為離散的區間(bins),常用於將數值特徵轉化為分類特徵。 第六章:實際案例分析與工具應用 6.1 數據探索在不同領域的應用 市場營銷: 用戶行為分析、客戶細分、銷售預測。 金融領域: 風險評估、欺詐檢測、股票市場分析。 醫療健康: 疾病預測、藥物研發、患者分類。 社交媒體: 用戶情感分析、內容推薦、輿情監控。 科學研究: 實驗數據分析、模式發現、理論驗證。 6.2 常用數據探索工具介紹 編程語言與庫: Python: NumPy (數值計算), Pandas (數據處理與分析), Matplotlib (基礎可視化), Seaborn (高級統計可視化), Plotly (交互式可視化), SciPy (科學計算)。 R: dplyr (數據處理), ggplot2 (強大的可視化), tidyr (數據整理)。 商業智能(BI)工具: Tableau, Power BI。這些工具提供拖放式界麵,能夠快速進行數據連接、交互式探索和可視化報告生成。 數據庫查詢語言: SQL。用於從數據庫中提取和初步聚閤數據,進行初步的數據探索。 6.3 實戰項目:從原始數據到洞察 案例一: 探索用戶購買行為數據,識彆高價值客戶群體。 案例二: 分析傳感器數據,檢測設備異常。 案例三: 評估不同廣告投放策略的效果。 (每個案例將包含數據加載、清洗、單變量/多變量探索、可視化、初步結論,並展示如何利用這些發現指導後續決策。) 總結: 本書旨在為讀者提供一套係統性的數據探索方法論和實踐指南。通過掌握本書介紹的統計技術和可視化方法,讀者將能夠更有效地理解數據、發現隱藏的價值,並為構建更精準、更可靠的數據模型打下堅實基礎。數據探索不僅僅是技術操作,更是一種思維方式,它鼓勵我們保持開放和審慎的態度,與數據進行深入的對話,從而 unlock 數據的真正潛力。

用戶評價

評分

評價一: 這本書的封麵設計得倒是挺簡潔明瞭的,淡淡的藍色背景,配上書名和“高等學校電子信息類專業係列教材”的標識,給人一種專業、嚴謹的感覺。拿到手裏,紙張的質感也還不錯,摸起來光滑,印刷清晰,即使翻看多次也不會輕易泛黃。我之前接觸過一些EDA相關的入門書籍,但總覺得理論性太強,實踐指導不夠。我一直很想找一本能夠將理論與實際操作相結閤的書籍,特彆是對於那些初學者來說,能夠從最基礎的軟件操作講起,循序漸進地帶領讀者完成一些實際的項目,那將非常有幫助。我特彆關注這本書在項目實戰方麵的講解是否足夠細緻,比如在使用具體的EDA工具時,有沒有詳細的操作步驟截圖,有沒有實際的電路設計案例,以及這些案例是否貼近當前行業的需求。我對這本書在介紹常用EDA軟件(比如Vivado, Quartus Prime等)的界麵布局、基本功能、常用的HDL語言(Verilog/VHDL)語法以及一些常見的IP核的使用等方麵有著很高的期待。如果這本書能夠提供一些典型的工程項目,並給齣詳細的實現流程,從需求分析到邏輯設計、仿真驗證、綜閤布局布綫,再到最終的下載和硬件調試,那絕對是物超所值。我希望這本書能夠幫助我快速上手,並且能夠觸類旁通,舉一反三。

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評價四: 這本書的目錄和章節標題給我留下瞭深刻的印象,感覺內容安排得非常有條理,也比較全麵。我之前接觸過一些EDA的零散資料,但總是感覺不成體係,很多知識點都比較碎片化。我希望這本書能夠係統地梳理EDA技術的整個流程,從最基礎的概念講起,然後逐步深入到高級的應用。我對於書中關於硬件描述語言(HDL)的部分,尤其關注其講解的深度和廣度。HDL是EDA設計的基礎,我希望能夠通過這本書,真正掌握Verilog或VHDL的精髓,並且能夠寫齣高效、可讀性強的代碼。我一直認為,代碼的質量直接影響到最終的硬件性能,所以我非常看重書中在代碼風格、優化技巧方麵的指導。此外,我也希望書中能夠詳細介紹EDA設計中的一些關鍵步驟,比如邏輯綜閤、靜態時序分析(STA)、布局布綫等,並且能夠解釋清楚這些步驟的原理和重要性。我希望這本書能夠成為我學習EDA的“一本通”,讓我能夠係統地掌握這門技術,並且能夠應對未來在學習和工作中可能遇到的各種挑戰。

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評價三: 作為一名即將步入社會的電子信息類專業的學生,我非常關注教材的內容是否能夠緊跟行業發展的步伐。EDA技術發展迅速,新的工具和方法層齣不窮。我希望這本書能夠體現齣其“高等學校電子信息類專業係列教材”的定位,在理論深度上有所保證,同時在實踐性上也要有所突破。我一直認為,一本好的專業教材,應該能夠在我打下堅實理論基礎的同時,為我未來的職業發展鋪平道路。我特彆希望書中能夠包含一些前沿的EDA技術,比如基於AI的EDA工具,或者在高性能計算、物聯網設備設計等新興領域的應用。同時,我也希望書中在介紹EDA工具時,能夠強調不同工具的優劣勢以及適用場景,而不是簡單地介紹某個工具的使用方法。我希望通過這本書,能夠對EDA技術的發展趨勢有一個初步的認識,並且能夠理解在不同的應用場景下,應該如何選擇和運用閤適的EDA工具和設計方法。我也期待書中能夠有一些關於EDA設計驗證的進階內容,比如形式驗證、高級仿真技術等。

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評價五: 一本好的技術書籍,除瞭內容本身,閱讀體驗也非常重要。這本書的齣版方是“高等學校電子信息類專業係列教材”,這讓我對其質量有較高的信任度。我之前購買過一些同係列的教材,整體感覺都相當不錯。我希望這本書的排版能夠清晰明瞭,圖錶清晰,文字注釋到位。在學習過程中,我通常會一邊看書一邊動手實踐,所以書中的代碼示例、電路圖等是否清晰易懂,是否方便復製和參考,對我來說至關重要。我希望書中能夠提供一些配套的資源,比如源代碼、仿真文件、或者是一些在綫的學習支持,這樣能夠極大地提高我的學習效率。我不太喜歡那些僅僅羅列概念和公式的書籍,我更傾嚮於那些能夠通過生動的例子和圖示來解釋復雜概念的書籍。我希望這本書能夠讓我覺得學習EDA不再枯燥乏味,而是充滿樂趣和挑戰。我也希望書中的語言風格能夠通俗易懂,避免使用過多晦澀難懂的術語,讓我能夠輕鬆地理解和吸收其中的知識。

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評價二: 這本書的內容吸引我的地方在於它所涵蓋的“應用”二字。我深知EDA技術在當今電子信息産業中的重要性,它不僅僅是理論知識的堆砌,更是將復雜電路設計轉化為現實産品的關鍵。我一直在尋找一本能夠深入淺齣地闡述EDA技術如何應用於實際工程項目,並且能夠提供一些具體的案例分析的書籍。例如,在數字信號處理、通信係統、嵌入式係統開發等領域,EDA技術是如何發揮作用的?這本書在這方麵的講解是否能夠讓我産生“原來是這樣”的豁然開朗感?我尤其希望它能夠詳細介紹一些具體的應用場景,比如 FPGA 在圖像處理中的加速應用,或者在通信調製解調器設計中的作用。如果書中能夠結閤實際的芯片應用,比如某個具體的FPGA芯片型號,詳細講解如何針對該芯片進行設計和優化,那就更好瞭。我希望通過閱讀這本書,能夠理解EDA技術不僅僅是軟件工具的使用,更是係統設計的思維和方法論。我對書中在講解EDA設計流程和方法論方麵的深度和廣度充滿瞭好奇,希望它能提供一些先進的設計理念和優化技巧。

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